Ученые стали на шаг ближе к разгадке тайны формирования Земли
Ученые все еще пытаются собрать воедино картину того, как начала формироваться Земля: как она превратилась из расплавленной планеты в место с живыми существами. Это сподвигло специалистов разработать способ изучения жидких силикатов в экстремальных условиях на границе ядро – мантия.
«Проблема заключается в том, что расплавленные материалы по своей сути являются более сложными для изучения. Благодаря нашим экспериментам мы смогли исследовать геофизические материалы при чрезвычайно высоких температурах и давлениях глубин Земли, чтобы изучить их жидкую структуру и узнать, как они ведут себя. В будущем мы сможем использовать эти типы экспериментов, чтобы воссоздать первые моменты существования Земли и понять процессы, которые сформировали ее», – сообщают авторы работы.
Для проведения эксперимента в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, ученые послали ударную волну через силикатный образец с помощью оптического лазера. Это позволило им достичь давление аналогичное давлению в мантии Земли и температуры, достигающей 6000 кельвинов, что несколько выше, чем на поверхности Солнца.
Затем исследователи ударили по образцу сверхбыстрыми рентгеновскими лазерными импульсами из LCLS (лазер на свободных электронах) в тот самый момент, когда ударная волна достигла нужного давления и температуры. Часть рентгеновских лучей рассеялась в детекторе и образовала дифракционную картину. Подобно тому, как каждый человек имеет свой собственный набор отпечатков пальцев, атомная структура материалов также уникальна. Дифракционные картины показывают этот отпечаток материала, позволяя исследователям проследить, как атомы образца перестраиваются в ответ на повышение давления и температуры во время ударной волны.
Сейчас ученые намериваются провести эксперименты с более высокими температурами и давлением, чтобы получить представление о том, как эти процессы разворачиваются на планетах больше Земли.